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  <title>docker核心原理-框架结构 - K</title>

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      <time datetime="2020-12-03 14:00" pubdate>
        2020年12月3日 下午
      </time>
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            <!-- SEO header -->
            <h1 style="display: none">docker核心原理-框架结构</h1>
            
            <div class="markdown-body" id="post-body">
              <h2 id="框架结构"><a href="#框架结构" class="headerlink" title="框架结构"></a>框架结构</h2><ul>
<li>docker是基于 C/S架构的服务</li>
<li>一个完整的docker程序是由client和server两个组成，客户端和服务端会在本地安装好，不过生产环境中，client和server是可以分离的</li>
</ul>
<h2 id="docker-客户端和服务端分离"><a href="#docker-客户端和服务端分离" class="headerlink" title="docker 客户端和服务端分离"></a>docker 客户端和服务端分离</h2><ul>
<li>docker默认没有监听端口，没有监听端口之前是不可以将client和server分离的。所以添加监听端口就可以将server与client分离了</li>
</ul>
<blockquote>
<p>修改docker监听地址</p>
</blockquote>
<pre><code class="hljs gradle">[root@localhost ~]# vim <span class="hljs-regexp">/usr/</span>lib<span class="hljs-regexp">/systemd/</span>system/docker.service 
# <span class="hljs-number">14</span>行的ExecStart添加 -H tcp:<span class="hljs-comment">//0.0.0.0，监听所有ip</span>
ExecStart=<span class="hljs-regexp">/usr/</span>bin<span class="hljs-regexp">/dockerd -H fd:/</span><span class="hljs-regexp">/ -H tcp:/</span><span class="hljs-regexp">/0.0.0.0 --containerd=/</span>run<span class="hljs-regexp">/containerd/</span>containerd.sock</code></pre>
<blockquote>
<p>重启docker</p>
</blockquote>
<pre><code class="hljs autoit">[root<span class="hljs-symbol">@localhost</span> ~]<span class="hljs-meta"># systemctl daemon-reload</span>
[root<span class="hljs-symbol">@localhost</span> ~]<span class="hljs-meta"># systemctl restart docker</span></code></pre>
<blockquote>
<p>查看docker的状态</p>
</blockquote>
<pre><code class="hljs angelscript"><span class="hljs-string">[root@localhost ~]</span># netstat -anput | grep docker
tcp6       <span class="hljs-number">0</span>      <span class="hljs-number">0</span> :::<span class="hljs-number">2375</span>                 :::*           LISTEN      <span class="hljs-number">79211</span>/dockerd</code></pre>
<blockquote>
<p>打开另一台有docker的主机</p>
</blockquote>
<pre><code class="hljs angelscript">docker -H <span class="hljs-number">192.168</span><span class="hljs-number">.100</span><span class="hljs-number">.211</span> images # 查看<span class="hljs-number">100.211</span>主机docker的本地镜像
docker -H <span class="hljs-number">192.168</span><span class="hljs-number">.100</span><span class="hljs-number">.211</span> info # 查看<span class="hljs-number">100.211</span>的docker信息</code></pre>
<ul>
<li>现在就可以通过客户端操作server了，不过一般不用这个，而是通过ssh或者ansible等程序进行管理</li>
</ul>
<h2 id="docker框架结构"><a href="#docker框架结构" class="headerlink" title="docker框架结构"></a>docker框架结构</h2><ul>
<li><p>Docker的后端是一个非常松耦合的架构，模块各司其职，并有机组合，支撑Docker的运行。</p>
<blockquote>
<p>松耦合：Docker的每个模块中的依赖性不是特别强<br>紧耦合：程序的每个模块有这紧密相关的联系，同时性能也是较强的</p>
</blockquote>
</li>
</ul>
<p><img src="/images/docker/kjjg.png" srcset="/img/loading.gif"></p>
<ul>
<li>下面来逐个讲解模块</li>
</ul>
<ol>
<li>用户使用Docker_Client 与 Docker_Daemon建立通信,并发送请求给Server</li>
<li>Daemon为docker架构的主体部分，首先提供了一个Server功能，可以接收Client的请求，然后交给Engine执行Docker内部的一些工作，每一项工作都是以一个JOB的形式存在的</li>
<li>JOB运行过程中，如果容器需要镜像，则从Registry中下载镜像，并通过管理驱动的graphdriver将下载的镜像以Graph的形式存储</li>
<li>JOB运行过程中，当需要为docker创建网络环境的时候，通过网络管理驱动networkdriver创建并配置docker容器的网络环境(通过调用libcontainer的 netlink来创建网络环境)</li>
<li>JOB运行过程中，当需要限制容器的运行资源或者执行的用户指令等操作，则通过execdriver来调用 libcontaine中的namespace 和 cgroup 对容器进行一个限制</li>
<li>libcontainer是一项独立的容器管理包， networkdriver和execdriver都是通过libcontainer来实现对容器的具体操作，当执行完容器的命令后，docker容器就处于一个运行状态了，该容器拥有独立的文件系统，独立的运行环境等</li>
</ol>
<ul>
<li>说一下容器是怎么找到镜像的<blockquote>
<p>job运行过程中，如果需要pull镜像则从镜像仓库下载，将下载好的镜像交给graphdriver，然后driver把下载好的镜像的信息存储到 GraphDB这个非常小的数据库中，将镜像的内容存储到Repository本地镜像仓库，如果需要读取镜像时则会先通过GraphDB查询镜像信息，得到镜像的位置后，在通过本地镜像仓库(reository)来找到镜像主体，从而 通过run命令开启容器</p>
</blockquote>
</li>
</ul>
<h2 id="框架结构中的名词"><a href="#框架结构中的名词" class="headerlink" title="框架结构中的名词"></a>框架结构中的名词</h2><ul>
<li><p>Docker Client</p>
<blockquote>
<p>是Docker架构中用户用来和Docker Daemon建立通信的客户端。用户使用的可执行文件docker，通过docker命令行工具可以发起众多管理container（容器）的请求。</p>
</blockquote>
<ul>
<li>Docker Client可以通过三种方式和Docker Daemon建立通信：<blockquote>
<p>tcp://host:port<br>unix://path_to_socket<br>fd://socketfd<br>一般Client和Server是不会分开的，一律使用第一种方法tcp://host:port进行通信。</p>
</blockquote>
</li>
</ul>
</li>
<li><p>Docker Daemon</p>
<blockquote>
<p>Docker Daemon是Docker架构中一个常驻在后台的系统进程，功能是：接受并处理Docker Client发送的请求。<br>该守护进程在后台启动了一个Server，Server负责接受Docker Client发送的请求；接收请求后，Server通过路由与分发调度，找到相应的处理者（Handler）来执行请求。</p>
</blockquote>
<ul>
<li>Docker Daemon的架构，大致可以分为三个部分：Docker Server、Engine和Job</li>
</ul>
</li>
</ul>
<ul>
<li><p>Docker Server</p>
<blockquote>
<p>Docker Server在Docker架构中是专门服务于Docker Client的server。该server的功能是：接收并调度分发Docker Client发送的请求</p>
</blockquote>
</li>
<li><p>Engine</p>
<blockquote>
<p>Engine是Docker架构中的运行引擎，同时也是Docker运行的核心模块。它扮演Docker container存储仓库的角色，并且通过执行job的方式来操纵管理这些容器。</p>
</blockquote>
</li>
<li><p>Job</p>
<blockquote>
<p>一个Job可以认为是Docker架构中Engine内部最基本的工作执行单元。Docker可以做的每一项工作，都可以抽象为一个job。<br>例如 docker run，docker push，docker pull等 就是一个job</p>
</blockquote>
<ul>
<li>Job的设计者，把Job设计得与Unix进程相仿。比如说：Job有一个名称，有参数，有环境变量，有标准的输入输出，有错误处理，有返回状态等。</li>
</ul>
</li>
<li><p>Docker Registry</p>
<blockquote>
<p>是一个存储容器镜像的仓库。而容器镜像是在容器被创建时，被加载用来初始化容器的文件架构与目录。</p>
</blockquote>
<ul>
<li>通常Docker仓库分为网络端和本地端，网络端是docker官方的仓库或者阿里云的缓存仓库等。本地端是docker私有仓库，自己搭建的。</li>
<li>Docker的运行过程中，Docker Daemon会与Docker Registry通信，并实现搜索镜像、下载镜像、上传镜像三个功能，这三个功能对应的job名称分别为”search”，”pull” 与 “push”。</li>
</ul>
</li>
<li><p>Graph</p>
<blockquote>
<p>Graph在Docker架构中扮演已下载容器镜像的保管者，以及已下载容器镜像之间关系的记录者。<br>也就是说通过pull下载到的镜像，可以进行重复使用是因为它已经被保存到了Graph中。</p>
</blockquote>
<ul>
<li>GraphDB是一个构建在SQLite之上的小型图数据库，SQLite是一个特别小的数据库，实现了节点的命名以及节点之间关联关系的记录。所有的镜像是按照分层结构来的</li>
<li>比如下载一个镜像，下载完成后，又下载另一个镜像，这一个镜像中有和上一个镜像相同的数据，则就不用下载了，直接从GraphDB获取出信息，然后找到该数据就可以了</li>
</ul>
</li>
<li><p>Driver</p>
<blockquote>
<p>Driver是Docker架构中的驱动模块。通过Driver驱动，Docker可以实现对Docker容器执行环境的定制。</p>
</blockquote>
<ul>
<li><p>在Docker Driver的实现中，可以分为以下三类驱动：graphdriver、networkdriver和execdriver。</p>
</li>
<li><p>graphdriver</p>
<blockquote>
<p>主要用于完成容器镜像的管理，包括存储与获取。即当用户需要下载指定的容器镜像时，graphdriver将容器镜像存储在本地的指定目录；同时当用户需要使用指定的容器镜像来创建容器的rootfs时，graphdriver从本地镜像存储目录中获取指定的容器镜像。</p>
</blockquote>
<ul>
<li><p>graphdirver在初始化之前，有4中文件系统，分别是 aufs btrfs vfs overlay</p>
</li>
<li><p>当docker初始化时，通过读取系统的环境变量 DOCKER_DRIVER 来获取driver的指定类型，而之后的所有graph操作都使用该driver(文件系统)来执<br>行</p>
</li>
<li><p>例如 centos_docker的文件系统是 voerlay 而 ubuntu_docker的文件系统是 aufs</p>
</li>
<li><p>使用docker info命令可以找到以下关键信息，就是基于系统的docker使用什么样的存储驱动</p>
</li>
<li><p>networkdriver</p>
<blockquote>
<p>networkdriver的用途是完成Docker容器网络环境的配置，其中包括Docker启动时为Docker环境创建网桥；Docker容器创建时为其创建专属虚拟网卡设备；以及为Docker容器分配IP、端口并与宿主机做端口映射，设置容器防火墙策略等。</p>
</blockquote>
</li>
<li><p>execdriver</p>
<blockquote>
<p>作为Docker容器的执行驱动，负责创建容器运行命名空间（namespace），负责容器资源使用的统计与限制（cgroup），负责容器内部进程的真正运行等</p>
</blockquote>
<ul>
<li>在执行docker exec命令时就是在这个驱动中来执行的</li>
</ul>
</li>
<li><p>libcontainer</p>
<blockquote>
<p>是Docker架构中一个使用python设计实现的库，设计初衷是希望该库可以不依靠任何依赖，直接访问内核中与容器相关的API。</p>
</blockquote>
<ul>
<li>正是由于libcontainer的存在，Docker可以直接调用libcontainer，而最终操纵容器的namespace、cgroups、网络设备以及防火墙规则等。这一系列操作的完成都不需要依赖LXC或者其他包</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li><p>Docker container</p>
<blockquote>
<p>Docker container（Docker容器）是Docker架构中服务交付的最终体现形式。</p>
</blockquote>
<ul>
<li>用户通过指定容器镜像，使得Docker容器可以自定义rootfs等文件系统； - 用户通过指定计算资源的配额，使得Docker容器使用指定的计算资源； </li>
<li>用户通过配置网络及其安全策略，使得Docker容器拥有独立且安全的网络环境； </li>
<li>用户通过指定运行的命令，使得Docker容器执行指定的工作。</li>
</ul>
</li>
<li><p>Rootfs</p>
<ul>
<li>当镜像操作完成后，overlay2会启动镜像中的rootfs。实际上，镜像中只存在两个东西，一个是rootfs，一个是bootfs</li>
<li>bootfs用来引导镜像实例化后的容器启动，rootfs是镜像中所有的目录结构（如：./bin、/root/、/dev/、/proc/、/tmp/….）和数据结构，也就是系统所需的运行必要的目录</li>
<li>bootfs引导操作系统启动，用来加载内核和rootfs提供的文件系统，等加载完rootfs后bootfs会被卸载</li>
<li>rootfs是从镜像中抽离出来启动实例化后的容器的，用于将目录等结构加载到内存中，完成之后，就会去启动容器</li>
</ul>
</li>
</ul>
<h2 id="小结"><a href="#小结" class="headerlink" title="小结"></a>小结</h2><ul>
<li>参考学长的博客自己手打的一份，简要版</li>
<li>学长该文章博客地址 <a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.feiyiblog.com/2020/03/27/Docker%E6%A1%86%E6%9E%B6%E7%BB%93%E6%9E%84/">https://www.feiyiblog.com/2020/03/27/Docker框架结构/</a></li>
</ul>

            </div>
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                <p class="note note-warning">本博客所有文章是以学习为目的，如果有不对的地方可以一起交流沟通共同学习 邮箱:1248287831@qq.com！</p>
              
              
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                        <span class="hidden-mobile">docker核心原理-docker镜像分层</span>
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                      </a>
                    
                  </article>
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                        <span class="visible-mobile">下一篇</span>
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                      </a>
                    
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    <a id="scroll-top-button" href="#" role="button">
      <i class="iconfont icon-arrowup" aria-hidden="true"></i>
    </a>
  

  
    <div class="modal fade" id="modalSearch" tabindex="-1" role="dialog" aria-labelledby="ModalLabel"
     aria-hidden="true">
  <div class="modal-dialog modal-dialog-scrollable modal-lg" role="document">
    <div class="modal-content">
      <div class="modal-header text-center">
        <h4 class="modal-title w-100 font-weight-bold">搜索</h4>
        <button type="button" id="local-search-close" class="close" data-dismiss="modal" aria-label="Close">
          <span aria-hidden="true">&times;</span>
        </button>
      </div>
      <div class="modal-body mx-3">
        <div class="md-form mb-5">
          <input type="text" id="local-search-input" class="form-control validate">
          <label data-error="x" data-success="v"
                 for="local-search-input">关键词</label>
        </div>
        <div class="list-group" id="local-search-result"></div>
      </div>
    </div>
  </div>
</div>
  

  

  <footer class="text-center mt-5 py-3">
  <div class="footer-content">
     <a href="https://space.bilibili.com/39165374" target="_blank" rel="nofollow noopener"><span>LMK</span></a> <i class="iconfont icon-love"></i> <a href="https://github.com/fluid-dev/hexo-theme-fluid" target="_blank" rel="nofollow noopener"><span>Fluid</span></a> 
  </div>
  
  <div class="statistics">
    
    

    
      
        <!-- 不蒜子统计PV -->
        <span id="busuanzi_container_site_pv" style="display: none">
            总访问量 
            <span id="busuanzi_value_site_pv"></span>
             次
          </span>
      
      
        <!-- 不蒜子统计UV -->
        <span id="busuanzi_container_site_uv" style="display: none">
            总访客数 
            <span id="busuanzi_value_site_uv"></span>
             人
          </span>
      
    
  </div>


  

  
</footer>

<!-- SCRIPTS -->
<script  src="https://cdn.staticfile.org/jquery/3.4.1/jquery.min.js" ></script>
<script  src="https://cdn.staticfile.org/twitter-bootstrap/4.4.1/js/bootstrap.min.js" ></script>
<script  src="/js/debouncer.js" ></script>
<script  src="/js/main.js" ></script>

<!-- Plugins -->


  
    <script  src="/js/lazyload.js" ></script>
  



  



  <script defer src="https://cdn.staticfile.org/clipboard.js/2.0.6/clipboard.min.js" ></script>
  <script  src="/js/clipboard-use.js" ></script>



  <script defer src="https://busuanzi.ibruce.info/busuanzi/2.3/busuanzi.pure.mini.js" ></script>





  <script  src="https://cdn.staticfile.org/tocbot/4.11.1/tocbot.min.js" ></script>
  <script>
    $(document).ready(function () {
      var boardCtn = $('#board-ctn');
      var boardTop = boardCtn.offset().top;

      tocbot.init({
        tocSelector: '#tocbot',
        contentSelector: '#post-body',
        headingSelector: 'h1,h2,h3,h4,h5,h6',
        linkClass: 'tocbot-link',
        activeLinkClass: 'tocbot-active-link',
        listClass: 'tocbot-list',
        isCollapsedClass: 'tocbot-is-collapsed',
        collapsibleClass: 'tocbot-is-collapsible',
        collapseDepth: 0,
        scrollSmooth: true,
        headingsOffset: -boardTop
      });
      if ($('.toc-list-item').length > 0) {
        $('#toc').css('visibility', 'visible');
      }
    });
  </script>



  <script  src="https://cdn.staticfile.org/typed.js/2.0.11/typed.min.js" ></script>
  <script>
    var typed = new Typed('#subtitle', {
      strings: [
        '  ',
        "docker核心原理-框架结构&nbsp;",
      ],
      cursorChar: "_",
      typeSpeed: 70,
      loop: false,
    });
    typed.stop();
    $(document).ready(function () {
      $(".typed-cursor").addClass("h2");
      typed.start();
    });
  </script>



  <script  src="https://cdn.staticfile.org/anchor-js/4.2.2/anchor.min.js" ></script>
  <script>
    anchors.options = {
      placement: "right",
      visible: "hover",
      
    };
    var el = "h1,h2,h3,h4,h5,h6".split(",");
    var res = [];
    for (item of el) {
      res.push(".markdown-body > " + item)
    }
    anchors.add(res.join(", "))
  </script>



  <script  src="/js/local-search.js" ></script>
  <script>
    var path = "/local-search.xml";
    var inputArea = document.querySelector("#local-search-input");
    inputArea.onclick = function () {
      searchFunc(path, 'local-search-input', 'local-search-result');
      this.onclick = null
    }
  </script>



  <script  src="https://cdn.staticfile.org/fancybox/3.5.7/jquery.fancybox.min.js" ></script>
  <link  rel="stylesheet" href="https://cdn.staticfile.org/fancybox/3.5.7/jquery.fancybox.min.css" />

  <script>
    $('#post img:not(.no-zoom img, img[no-zoom]), img[zoom]').each(
      function () {
        var element = document.createElement('a');
        $(element).attr('data-fancybox', 'images');
        $(element).attr('href', $(this).attr('src'));
        $(this).wrap(element);
      }
    );
  </script>















</body>
</html>
